Многоступенчатой испарительной

В случае, когда трансформация тепла в одной установке осуществляется на разных температурных уровнях, применение многоступенчатых установок вместо одноступенчатых дает выигрыш в затрате работы, окупающий дополнительные затраты, связанные с усложнением схемы и оборудования установки.

Вторая потеря определяется понижением КПД компрессоров нижних ступеней каскада при работе в условиях низких температур. В этих условиях тепло, выделяемое при сжатии, не отводится наружу, а напротив, тепло из окружающей среды проникает в компрессор. Такие потери существуют и в компрессорах нижних ступеней многоступенчатых установок.

Незасоряемость отверстий решеток в высокотемпературных установках с псевдоожиженным слоем представляет собой важную и достаточно трудную проблему при поступлении в решетку запыленных газов, что, в частности, характерно для промежуточных газораспределительных решеток многоступенчатых установок. Более редкой причиной засорения могут служить химическое реагирование материала решетки с проходящим сквозь нее газом (например, зарастание отверстий стальной решетки ржавчиной из-за содержания водяных паров в псевдоожижающем агенте), а также загрязнение расплавленным при ненормальных режимах материалом и задержка на решетке крупных агломератов частиц.

В качестве первичного пара одноступенчатых установок и первой ступени многоступенчатых установок на станциях, как правило, используется пар из регенеративных или регулируемых отборов турбины. Когда испарители включены в систему регенеративного подогрева питательной воды котлов, конденсация вторичного пара может производиться в отдельных конденсаторах (рис. 10-3) либо в тех же подогревателях, в которых осуществляется регенеративный подогрев питательной воды при отсутствии испари-телей (рис. 10-4).

Применение паропреобразователей позволяет обеспечить питание котлов конденсатом при любых потерях пара и конденсата у потребителя. Однако тепловая экономичность станции при этом падает. Действительно, для отпуска потребителю пара заданных параметров давление в отборе турбины должно быть повышено на величину, обеспечивающую необходимый перепад температур между греющим и вторичным паром паропреобразовате-ля. Результатом этого является недовыработка определенного количества электрической энергии. Рабочее давление в испарителях невелико и обычно даже в первой ступени многоступенчатых установок не превышает 1 Мн/м?. Последние ступени иногда находятся под вакуумом. Давление пара паропреобразователей определяется потребностями потребителя тепла.

Наконец, при попытках добиться большой производительности в одном агрегате снижаются температурный напор и коэффициент теплопередачи на нижних трубках нагревательных батарей вследствие гидростатического эффекта. Кроме того, к экономичности крупных опреснительных установок предъявляются повышенные требования, которые можно удовлетворить лишь при многоступенчатом их исполнении. Между тем сложность многоступенчатых установок, обусловленная главным образом наличием труб и арматуры для перепуска рассола, пара и дистиллята, существенно удорожает их стоимость, усложняет проблему регулирования и затрудняет обслуживание.

Более подробный анализ экономичности многоступенчатых установок с кипящими испарителями не приводится, так как перспективы их применения ограничены в связи с появлением более совершенных адиабатных испарителей.

В качестве примера рассчитывался процесс изменения коэффициента теплопередачи в выпарном аппарате при кипении сахарного раствора на режимах, близких к режимам работы первого корпуса многоступенчатых установок. Расчет проводился на электронной машине МНБ при различных концентрациях раствора и температурных напорах. Исходные данные для расчета приведены в табл. 5.

Дальнейшее совершенствование методов теплового расчета многоступенчатых установок должно производиться на основе совместного рассмотрения всего комплекса систем уравнений, описывающих процессы выпаривания.

На основании полученных данных в ходе проектирования определяют удельные поверхности нагрева всех теплообменников. Как показано И. А. Ушатинским и Е. А. Таубманом, для многоступенчатых установок по-

Помимо одноступенчатых испарителей, применяют двухступенчатые и многоступенчатые испарительные установки (рис. 6.4), в которых в результате последовательного включения ступеней вторичный пар от первого испарителя используется в качестве греющего (первичного) пара в последующем втором испарителе и т. д., за исключением вторичного пара последней ступени, конденсирующегося в регенеративных подогревателях или в других теплообменниках электростанции. В качестве первичного пара одноступенчатой установки и греющего пара первой ступени многоступенчатой испарительной установки используется обычно пар из регулируемых отборов турбины.

2. Непосредственный отпуск пара из отборов турбин с восполнением потерь дестиллатом многоступенчатой испарительной установки 161

В таких случаях устанавливают многоступенчатые испарители с числом ступеней до 6. Количество дестиллата, получаемого из многоступенчатой испарительной установки по схеме фиг. 122а, не превышает при 6 ступенях 45—50% расхода пара на турбину; подобная схема, не применимая при более высоких потерях конденсата, не дает, следовательно, общего решения задачи.

Аналогичные расчеты, произведенные для многоступенчатой испарительной установки (фиг. 122а), показывают следующую зависимость возможной производительности установки от числа ее ступеней (табл. 21).

Применимость для данных конкретных условий (процентной величины добавки) многоступенчатой испарительной установки с тем или иным числом ступеней может быть установлена на основе расчета тепловой схемы с учетом регенерации и других элементов установки.

образователе требуется температурный напор; параметры пара при этом преобразуются. Температурный напор берется обычно, как и в многоступенчатой испарительной установке, равным 12—15° С. Поэтому для удовлетворения внешних потребителей паром определенных параметров давление пара в отборе турбины в схемах с паропреобразователями повышается по сравнению с давлением при непосредственном отпуске пара на 2 -.- 4 ата и, следовательно, выработка электроэнергии на тепловом потреблении снижается.

Выполненные МЭИ подробные расчеты показали, что применение паропреобразователей вызывает перерасход топлива 3—5% по сравнению с химической очисткой добавочной воды. Показатели тепловой экономичности ТЭЦ с многоступенчатыми испари?елями имеют промежуточные значения по отношению к паропреобразователям и химической очистке добавочной воды. Большая громоздкость и высокая стоимость многоступенчатой испарительной установки, наряду со сложностью ее эксплоатации, не позволяют рекомендовать ее применение, за исключением отдельных специально обоснованных случаев.

Расчет многоступенчатой испарительной установки принципиально ведется по тем же формулам, которые даны ранее для одноступенчатого испарителя или паршреобраэова-теля. Для схемы фиг. 56 имеем последовательный перепуск продувочной воды ив 1-й ступени во 2-ю и из 2-й в 3-ю. Это дает возможность увеличить относительный процент продувки 2-й и 3-й ступеней, что дает результат, аналогичный ступенчатому испарению в паровых котлах, и обеспечивает более высокую чистоту пара от испарителей.

На ТЭЦ с производственным отбором пара для получения большого количества дистиллята применяют либо схему с паро-.преобразователями, либо многоступенчатую испарительную установку замкнутого типа, в которой можно сконденсировать весь вторичный пар. Давление вторичного пара паропреобразовате-лей в зависимости от потребности производства может составлять от 0,5 до 2 МПа. Давление греющего пара многоступенчатой испарительной установки обычно составляет 0,7—1,3 МПа, а давление вторичного пара последнего корпуса 0,12—0,14 МПа. Паропреобразователи и многоступенчатые испарительные установки питаются умягченной водой. Они вполне могут питаться умягченной морской водой. Исследованиями установлено, что при опреснении умягченной морской воды на парообразователях и на многоступенчатых испарителях, работающих в указанном интервале параметров, удельный расход условного топлива составляет 5—7 кг/м3 дистиллята [70, 75].

Одним из путей исключения тепловой составляющей затрат на опреснение воды является включение ДОУ между паровым котлом и сетевым подогревателем по схеме, представленной на рис. 4.8 [70]. Эта схема позволяет использовать температурный перепад между паром котла и сетевой водой для выработки дистиллята из умягченной морской воды. При этом пар из котла / подается на первую ступень многоступенчатой испарительной установки 2, питаемую умягченной одним из разработанных способов морской водой. Конденсат первичного пара первой ступени испарителя подается в котел, а вторичный пар поступает в качестве греющего на последующую ступень испарителя. Вторичный пар последней ступени испарителя конденсируется в теплообменниках 3, служащих для подогрева сетевой воды, направляемой потребителю тепла 4, в подогревателях

Одноступенчатые испарительные установки применяются на конденсационных станциях, где потери пара и конденсата в нормальных условиях не превышают 3% общего расхода пара на турбину. При этом испарительные установки, включенные по схеме на рис. 10-3, работают при температурных перепадах 10—15° С. Когда потери выше (на теплоэлектроцентралях при наличии потерь пара и конденсата у потребителя), применяются двухступенчатые или многоступенчатые испарительные установки. Число ступеней^обыч-но не превышает шести. С увеличением числа ступеней многоступенчатой испарительной установки количество дистиллята, получаемое при одном и том же расходе пара, отобранного из турбины, возрастает. Однако при выбранном температурном перепаде между греющим паром и температурой конденсации в последней ступени температурный перепад в каждой ступени будет уменьшаться и стоимость установки возрастет. Минимальная стоимость дистиллята имеет место при определенном температурном перепаде в одной ступени. Обычно этот перепад находится в пределах 8—12° С.